Energjia Elektrike | Shënime nga elektricisti. Këshilla të ekspertëve

Lidhja e mbështjelljeve të gjeneratorit dhe konsumatorëve të energjisë elektrike me një trekëndësh

Konsumatorët janë të lidhur në një trekëndësh nëse voltazhi i tyre i funksionimit është i barabartë me tensionin e linjës. Ekzistojnë dy lloje imazhesh në diagrame: konsumatorët janë të vendosur në një kënd prej 120˚ ose paralel me njëri-tjetrin.

Kur lidhet me një trekëndësh, tensionet e linjës janë të barabarta me tensionin fazor U l \u003d U f. Rrymat e fazës: I 12 = U 12 / R 12, I 23 = U 23 / R 23, I 31 = U 31 / R 31.

Diagramet vektoriale kur lidhen me një trekëndësh mund të vizatohen gjithashtu në mënyra të ndryshme. Ju mund të vizatoni vektorë që dalin nga një pikë fillestare, ose mund të vizatoni vektorët e stresit si një trekëndësh (Fig. 130). Me një ngarkesë simetrike, vektorët e rrymës së fazës janë të barabartë, dhe diagrami vektorial është simetrik. Nëse ngarkesa nuk është simetrike, atëherë kjo nuk do të ndodhë.

AT rrjet trefazor me një tension prej 400V, konsumatorët me rezistencë të ndryshme ngarkese kombinohen në një trekëndësh.


Le të gjejmë rrymat fazore dhe lineare në këtë qark.

Rrymat e fazës:

I 12 \u003d U 12 / R 12 \u003d 4A;

I 23 \u003d U 23 / R 23 \u003d 8A;

I 31 = U 31 / R 31 = 2A.

Rrymat lineare mund të gjenden nga diagrami vektorial, duke pasur parasysh marrëdhëniet e mëposhtme: I 1 + I 31 = I 12, I 2 + I 12 = I 23, I 3 + I 23 = I 31. Këtu, rrymat e llogaritura të fazës paraqiten në një shkallë dhe rrymat lineare përcaktohen nga shtimi gjeometrik.

Një rast i veçantë ngarkesa e pabalancuar fitohet kur prishet njëri nga telat. Le të shohim se çfarë ndodh kur L1 prishet.


Skema në këtë rast do të marrë formën e mëposhtme:

R23 do të funksionojë në modalitetin normal: I 23 = U 23 / R 23. Konsumatorët R12 dhe R 31 do të lidhen gabimisht dhe rryma e tyre: I 12 = I 31 = U 23 / (R 12 + R 31). Rryma lineare I 2 do të jetë e barabartë me shumën gjeometrike të rrymave I 23 dhe I 12 .

49) Koncepti i qarqeve jolineare rrymë alternative. Qarqet me elemente aktive jolineare

Zinxhir thirrur jolineare nëse të paktën njëri prej elementeve të tij ka karakteristikë jolineare.

Rezistenca jolineare aktive karakterizohen nga karakteristikë e rrymës-tensionit

(Fig. 4.1).


Karakteristikat e elementeve mund të jenë simetrike dhe asimetrike. Ato janë të vendosura në kuadratin e parë dhe të tretë. Për elementët jolinearë, rezistenca e tyre varet nga tensioni r(u) ose nga rryma r(i).

Një shembull i rezistencës aktive jolineare është një diodë gjysmëpërçuese.

Karakteristika e tij e tensionit të rrymës (CVC) është asimetrike (Fig. 4.2) dhe përmban zona pune (vijë e ngurtë) dhe jopune (vijë e ndërprerë). Në diagramet elektrike Dioda është paraqitur siç tregohet në Fig. 4.3. I referohet elementeve të pamenaxhuara.

Një shembull i një rezistence jolineare aktive të kontrolluar është një transistor (Fig. 4.4). Rryma bazë (B) ndryshon rezistencën midis emetuesit (E) dhe kolektorit (K).

Një shembull tjetër i një rezistence aktive jolineare të kontrolluar është një tiristor (Fig. 4.5).

Në të, me ndihmën e një elektrode kontrolli (UE), është e mundur vetëm të zvogëlohet rezistenca midis anodës dhe katodës R ak, por nuk mund të rritet. Nuk është plotësisht e menaxhueshme rezistencë aktive.

Ka edhe tiristorë që mbyllen (Fig. 4.6). Tiristor i kyçur (mund të rrisë dhe të ulë R ak).



Elementet induktive jolineare karakterizohen nga një karakteristikë weber-amper (Fig. 4.7).

Lidhja e fluksit lidhet me rrymën nga marrëdhënia e mëposhtme: y = Li. Kjo formulë përcakton karakteristikën e amperit weber (WbAH). Nëse induktanca L = konst, atëherë karakteristika është e drejtë (Fig. 4.7, a, vijë e fortë), por nëse bazohet në një ferromagnet, atëherë kjo është një induktancë jolineare e pakontrolluar (Fig. 4.7, b).



Induktiviteti jolinear, në varësi të rrymës, mund të përshkruhet në diagrame në formë (Fig. 4.8). Induktiviteti jolinear mund të kontrollohet (Fig. 4.9). rrymë e vazhdueshme kontrolli I y, ju mund të ndryshoni rrymën e funksionimit i p. Karakteristika e një induktiviteti të tillë zhvendoset kur unë ndryshoj (Fig. 4.10).

Me ndihmën e elementeve jolineare në qarqet elektrike kryhen një sërë transformimesh të energjisë elektromagnetike. Ato kryesore janë: korrigjimi i tensionit ose rrymës alternative; përmbys tension konstant ose aktuale; amplifikimi i tensioneve dhe rrymave; rregullimi i tensioneve dhe rrymave konstante dhe të ndryshueshme; stabilizimi i tensionit dhe rrymës; konvertimi i frekuencës; modulimi e kështu me radhë.

50) Marrëdhënia ndërmjet tensioneve dhe rrymave të fazës dhe linjës


Nëse mbështjelljet fazore të gjeneratorit ose konsumatorit janë të lidhura në mënyrë që u lidhën në një pikë të përbashkët, dhe fillimi i mbështjelljeve lidheshin me tela linearë, atëherë një lidhje e tillë quhet lidhje ylli dhe tregohet me simbolin Y. Në fig. 1 dredha-dredha të gjeneratorit dhe konsumatorit janë të lidhura me një yll. Pikat në të cilat janë të lidhura skajet e mbështjelljes së fazës së gjeneratorit ose konsumatorit quhen përkatësisht pika zero të gjeneratorit (0) dhe konsumatorit (0 '). Të dyja pikat 0 dhe 0' janë të lidhura me një tel të quajtur tela zero ose neutrale. Tre telat e mbetur të një sistemi trefazor, që shkojnë nga gjeneratori te konsumatori, quhen telat e linjës. Kështu, gjeneratori është i lidhur me konsumatorin me katër tela. Prandaj, ky sistem quhet sistem me katër tela. rrymë trefazore.

Oriz. 1. Lidhja me yje

Duke krahasuar sistemet e palidhura dhe me katër tela të rrymës trefazore, shohim se në rastin e parë, roli i telit të kthimit kryhet nga tre tela të sistemit, dhe në të dytin - nga një tel neutral. Një rrymë rrjedh përmes telit neutral, e barabartë me shumën gjeometrike të rrymave:

IA, IB dhe IC, d.m.th. Ī0= ĪA + ĪB + ĪC.

Tensionet e matura midis fillimit të fazave të gjeneratorit (ose konsumatorit) dhe pikës zero (ose telit neutral) quhen tensione fazore dhe shënohen UA, UB dhe UC, ose në pamje e përgjithshme Uf. Shpesh jepen vlerat e emf. mbështjelljet fazore të gjeneratorit. Ata janë caktuar EA, EB dhe EC, ose Eph. Nëse neglizhojmë rezistencën e mbështjelljes së gjeneratorit, atëherë mund të shkruajmë:

EA=UA, EB=UB, EC=UC.

Tensionet e matura ndërmjet fillimeve të dy fazave: A dhe B, B dhe C, C dhe A - gjenerator ose konsumator, quhen tensione lineare dhe shënohen UAB, UBC, UCA, ose në përgjithësi forma Ul. Në fig. 1, shigjetat tregojnë drejtimin e zgjedhur pozitiv të rrymës, i cili merret nga gjeneratori te konsumatori në telat lineare dhe nga konsumatori te gjeneratori në telin neutral.

Nëse lidhni kapëset e voltmetrit në pikat A dhe B, atëherë ai do të tregojë tensionin linear UAB. Që nga drejtimet pozitive tensionet fazore UA, UB dhe UC zgjidhen nga fillimi i mbështjelljes së fazës deri në skajet e tyre, pastaj vektori tensioni i linjës UAB do të jetë e barabartë me diferencën gjeometrike të vektorëve të tensionit fazor UA dhe UB:

ŪAB = ŪA- ŪB.

Në mënyrë të ngjashme, mund të shkruani:

ŪBC=ŪB- ŪC;


ŪCA=ŪC- ŪA.

Përndryshe, mund të themi se vlera e menjëhershme e tensionit të linjës është e barabartë me diferencën midis vlerave të menjëhershme të tensioneve fazore përkatëse. Në fig. Zbritja 2 vektoriale zëvendësohet me mbledhjen e vektorit:

UA dhe - UB; UВ dhe - UC; UC dhe - UA.

Nga diagrami vektorial mund të shihet se vektorët e tensionit të linjës formojnë një trekëndësh të mbyllur.

Oriz. 2. Tensionet e fazës dhe linjës kur lidhen me një yll

Marrëdhënia midis tensioneve të linjës dhe fazës:

UBC=2UBcos30o, pasi cos30o=√3/2, pastaj UBC=√3UB,
ose në përgjithësi Ul=√3Uf.

Prandaj, kur lidhet me një yll, voltazhi i linjës është √3 herë më i madh se tensioni fazor.
Rryma që rrjedh nëpër mbështjelljen fazore të një gjeneratori ose konsumatori quhet rrymë fazore dhe në përgjithësi shënohet si If. Rryma që rrjedh nëpër një tel linear quhet rrymë lineare dhe në përgjithësi shënohet si Il. Në fig. 1 mund të shihet se kur lidhet me një yll, rryma lineare është e barabartë me rrymën e fazës, d.m.th.

Il \u003d Nëse.

Konsideroni rastin kur ngarkesa në fazat e konsumatorit është e njëjtë si në madhësi ashtu edhe në natyrë. Një ngarkesë e tillë quhet uniforme, ose simetrike. Ky kusht shprehet me barazi.

z1= z2= z3.

Ngarkesa nuk do të jetë uniforme nëse, për shembull, z1= r1=0.5ohm; z2=ωL2=0,5ohm dhe z3=1/ωC3=0,5ohm, pasi këtu plotësohet vetëm një kusht - barazia e rezistencave të fazës së konsumit në madhësi, ndërsa natyra e rezistencave është e ndryshme (r1 - rezistencë aktive, ωL2 - rezistencë induktive, 1 / ωC3 - rezistencë kapacitore).

Me një ngarkesë simetrike:

IA=UA/zA; IВ=UВ/zВ; IC=UC/zC; IA=IB=IC.

Faktorët e fuqisë së fazës për shkak të barazisë së rezistencave dhe natyrës së njëjtë të natyrës së tyre do të jenë të njëjtë:

cosφ1=rА/zА; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.

Shuma gjeometrike e rrymave të të tre fazave duhet të rrjedhë në telin neutral. Nëse shikojmë kthesat e ndryshimeve të rrymës me një ngarkesë simetrike të një sistemi trefazor, do të shohim se vlerat maksimale për të tre sinusoidet aktuale janë të njëjta. Meqenëse me një ngarkesë simetrike shuma e vlerave të menjëhershme të rrymave të një sistemi trefazor është zero, prandaj, rryma në telin neutral do të jetë zero.
Duke hedhur telin neutral në sistemin me katër tela, kalojmë në sistemin me tre tela të rrymës trefazore. Nëse ka një ngarkesë simetrike, të tilla si rryma trefazore, furrat trefazore, transformatorët trefazorë, etj., atëherë vetëm tre tela janë të lidhur me një ngarkesë të tillë. Konsumatorët e lidhur nga një yll me një ngarkesë të pabalancuar fazash kanë nevojë për një tel neutral.
Me një ngarkesë simetrike, tensionet fazore të fazave individuale janë të barabarta me njëra-tjetrën. Me një ngarkesë asimetrike të një sistemi trefazor, simetria e rrymave dhe tensioneve është shkelur. Megjithatë, në qarqet me katër tela shpesh neglizhohet asimetria e lehtë e tensioneve fazore. Në këto raste, ekziston një marrëdhënie midis tensioneve lineare dhe fazore:

Ul=√3Uf.

Përveç lidhjes së yllit, gjeneratorët, transformatorët, motorët dhe konsumatorët e tjerë të rrymës trefazore mund të ndizen në një trekëndësh.Nëse çiftojmë telat e një sistemi të palidhur me gjashtë tela dhe lidhim fazat siç tregohet në figurën 1, marrim një sistem trefazor të lidhur me tre tela.


Oriz. 1. Qarku trefazor i palidhur.


Oriz. 2. Qarku i lidhur trefazor i lidhur trefazor.

Lidhja e trekëndëshit bëhet në atë mënyrë (Fig. 2) që fundi i fazës A lidhet me fillimin e fazës B, fundi i fazës B lidhet me fillimin e fazës C dhe fundi i fazës C është lidhur me fillimin e fazës A. Telat e linjës lidhen me lidhjet fazore. Nëse mbështjelljet e gjeneratorit janë të lidhura në një trekëndësh, atëherë tensioni i linjës krijohet nga çdo mbështjellje e linjës. Në konsumatorin e lidhur nga një trekëndësh, voltazhi linear është i lidhur me terminalet e rezistencës së fazës. Prandaj, kur lidhet me një trekëndësh, voltazhi i fazës është i barabartë me tensionin linear: Ul \u003d Uf.
Le të përcaktojmë marrëdhënien midis rrymave fazore dhe lineare kur lidhen me një trekëndësh, nëse ngarkesa e fazave është e njëjtë në madhësi dhe natyrë. Ne përpilojmë ekuacionet aktuale sipas ligjit të parë Kirchhoff për tre pika nyje A1, B1 dhe C1 të konsumatorit:

ĪA+ ĪSA= ĪAB;
ĪB+ ĪAB= ĪBC;
ĪС+ ĪВС= ĪСА;

ku

ĪA= ĪAB-ĪSA;
ĪВ= ĪВС-ĪАВ;
ĪС= ĪСА-ĪВС.

Kjo tregon se rrymat lineare janë të barabarta me diferencën gjeometrike të rrymave të fazës. Me një ngarkesë simetrike, rrymat e fazës janë të njëjta në madhësi dhe zhvendosen në lidhje me njëra-tjetrën me 120o. Duke zbritur vektorët e rrymave fazore sipas ekuacioneve të marra, marrim rryma lineare. Varësia midis rrymave fazore dhe lineare kur lidhet në një deltë:

Il=2Ifcos30o=2Nëse√3/2=√3Nëse.

Prandaj, me një ngarkesë simetrike delta, rryma e linjës është √3 herë rryma e fazës.
Në motorët dhe konsumatorët e tjerë të rrymës trefazore, në shumicën e rasteve gjithçka nxirret jashtë. Zakonisht, një dërrasë e materialit izolues (bordi i terminalit) është ngjitur në një makinë trefazore, në të cilën nxirren të gjashtë skajet.
Nëse kemi një motor, pasaporta e të cilit thotë 127/220 V, atëherë ky motor mund të përdoret për dy tensione 127 dhe 220 V.
Nëse tensioni linear i rrjetit është 127 V, atëherë mbështjelljet e motorit duhet të ndizen me një trekëndësh. Pastaj një tension prej 127 V do të aplikohet në mbështjelljen e çdo faze të motorit. Në një tension prej 220 V, mbështjelljet e motorit duhet të ndizen me një yll, atëherë dredha-dredha e secilës fazë do të aktivizohet gjithashtu në 127 V.

Gjatë lidhjes së mbështjelljeve gjenerator trefazor trekëndëshi (Fig. 7-8) fundi i mbështjelljes së parë X është i lidhur me fillimin e mbështjelljes së dytë B, fundi i mbështjelljes së dytë Y është i lidhur me fillimin e mbështjelljes së tretë C dhe fundi i mbështjelljes së tretë. Z deri në fillim të A-së së parë.

Oriz. 7-8. Diagrami i lidhjes së mbështjelljes së gjeneratorit me një trekëndësh.

Oriz. 7-9. Diagrami vektorial e. d.s. kur lidhni gjeneratorin në një trekëndësh.

Tre tela të linjës që shkojnë te marrësit e energjisë janë të lidhura në fillimet e fazave A, B dhe C.

Nga fig. 7-8 është e qartë se me një lidhje të tillë të mbështjelljeve, tensionet fazore janë të barabarta me lineare, d.m.th.

Kur lidhen në një trekëndësh, tre fazat e gjeneratorit formojnë një qark të mbyllur me rezistencë shumë të ulët. Natyrisht, një lidhje e tillë është e mundur vetëm nëse shuma e e. d.s. që vepron në këtë qark do të jetë e barabartë me zero, pasi përndryshe një rrymë e konsiderueshme do të lindë në qark, edhe në mungesë të një ngarkese, e cila mund të shkaktojë mbinxehje të gjeneratorit.

Shuma e tre e simetrike. d.s. që vepron në mbështjelljet e gjeneratorit është zero. Është e lehtë të verifikohet kjo duke shtuar vektorët e. d.s.

Në fig. 7-9 janë dhënë tre vektorë e. d.s. Duke mbledhur dhe marrim një vektor të barabartë dhe të kundërt me vektorin d.m.th.

dhe kështu shuma e tre vektorëve e. d.s. barazohet me zero, d.m.th.

Lidhja e rrezikshme e gabuar e mbështjelljes së gjeneratorit me një trekëndësh.

Oriz. 7-10. Diagrami i gabuar i lidhjes, mbështjelljet e gjeneratorit me një trekëndësh.

Oriz. 7-11. Diagrami vektorial e. d.s. gjenerator i lidhur sipas skemës së fig. 7-10.

Në fig. 7-10 është dhënë një nga skemat e mundshme të lidhjes së gabuar, në të cilën fundi i fazës së parë X është i lidhur saktë me fillimin e fazës së dytë B, por fundi i fazës së dytë Y është i lidhur jo me fillimin e faza e tretë C, por deri në fund të saj Z, dhe fillimi i fazës së tretë C lidhet me fillimin e fazës së parë A, si rezultat i së cilës e. d.s. nuk grumbullohet me të tjerët. d.s., dhe zbritet nga shuma e tyre. Rezultati e. d.s. mund të përcaktohet nga diagrami vektorial në Fig. 7-11, mbi të cilin është kryer mbledhja e vektorëve.Shuma e këtyre tre vektorëve, siç shihet nga diagrami, është e barabartë me dyfishin e vektorit, d.m.th.

Kështu, në këtë rast e. d.s. qarku i mbyllur në vlerë absolute është i barabartë me dyfishin e vlerës së fazës e. d.s., e cila, me një rezistencë të ulët të qarkut (mbështjelljet e gjeneratorit), është e barabartë me një qark të shkurtër.

Dredha-dredha e një gjeneratori trefazor mund të lidhen gjithashtu në një mënyrë tjetër: nëse fundi i mbështjelljes së parë është i lidhur me fillimin e të dytës, fundi i mbështjelljes së dytë me fillimin e të tretës dhe fundin e të tretës. në fillim të së parës, marrim një lidhje trekëndëshi (Fig. 6).

Duke parë figurën 6, shohim se mbështjelljet e gjeneratorit formojnë një qark të serisë së mbyllur. Në pamje të parë duket se janë me qark të shkurtër, por në fakt qark i shkurtër jo, sepse shuma e e. d.s. që vepron në këtë qark të mbyllur është zero në çdo kohë, gjë që tregohet në diagrami vektorial(Fig. 6). Një gjë tjetër është nëse, kur lidhni, skajet e njërës prej mbështjelljeve ngatërrohen (Fig. 7), atëherë faza e tensionit të fazës përkatëse do të përmbyset me 180 ° dhe tensioni që rezulton që vepron brenda trekëndëshit të mbështjelljes do të jetë i barabartë në dyfishin e tensionit fazor:

shuma vektoriale Uf1 + Uf3 = Uf2

Dhe tensioni total U= Uf1+ Uf2+ Uf3=2Uf2


Telat lineare kur lidhen me një trekëndësh devijohen nga pikat e lidhjes së mbështjelljes. Natyrisht, voltazhi midis telave linearë në këtë rast është i barabartë me tensionin e fazës së lidhur midis këtyre telave. Kështu, nëse mbështjelljet e gjeneratorit janë të lidhura në një trekëndësh, voltazhi i linjës është i barabartë me tensionin fazor, d.m.th.

Konsideroni tani marrëdhënien midis rrymave lineare dhe fazore. Nëse ngarkesa është uniforme (d.m.th., nëse komplekset e rezistencës të përfshira në anën e konsumatorit në secilën nga fazat janë të barabarta), atëherë rrymat e fazës në secilën nga fazat e gjeneratorit do të jenë të barabarta në madhësi dhe do të zhvendosen në lidhje me njëra-tjetrën me 120 ° . Figura 8 tregon mbështjelljet e një gjeneratori trefazor të lidhur nga një trekëndësh dhe një diagram vektorial të tensioneve dhe rrymave për këtë rast. Le të marrim për drejtimin pozitiv të rrymës në mbështjellje drejtimin në të kundërt të akrepave të orës, dhe për drejtimin pozitiv të rrymës në linjë, drejtimin nga gjeneratori te konsumatori.


Le të shkruajmë në formën komplekse ekuacionet e ligjit të parë Kirchhoff për nyjet I, II dhe III:

Il1=Nëse1-Nëse3; (7)

Il2=Nëse2-Nëse1; (tetë)

Il3=Nëse3-Nëse1, (9)

d.m.th., rryma lineare është e barabartë me ndryshimin gjeometrik midis rrymave të dy fazave që konvergojnë në pikën e kalimit të një teli të caktuar linear. Le të zbresim komplekset e rrymave në diagramin vektorial. Rrymat e fazës, siç kemi rënë dakord tashmë, merren me madhësi të barabartë dhe zhvendosen nga tensionet e tyre fazore me të njëjtat kënde (φ). Teknika e zbritjes nuk ndryshon nga ajo e konsideruar nga ne kur përcaktojmë madhësinë e tensionit linear për një sistem me një lidhje ylli të mbështjelljeve të gjeneratorit. Për të mos e komplikuar figurën, ne treguam mbi të vetëm përkufizimin e rrymës lineare Il1
Nga ndërtimi duket qartë se sasia , d.m.th., kur mbështjelljet e gjeneratorit lidhen me një trekëndësh, vlera e rrymës lineare është më e madhe se vlera e rrymës së fazës ndonjëherë.
Duhet theksuar se kjo varësi ndodh vetëm me një ngarkesë uniforme të fazave. Me një ngarkesë të pabarabartë, është e nevojshme të gjenden rrymat lineare në secilin rast individual duke përdorur ekuacionet (7), (8) dhe (9) në mënyrë grafike ose analitike (duke përdorur metodën simbolike).
Nga një krahasim i dy metodave të lidhjes së mbështjelljeve të gjeneratorëve, rezulton se kur lidhet me një yll, tensioni midis telave të linjës së transmetimit rritet, por (me të njëjtën ngarkesë) rrymat lineare zvogëlohen. Kur lidhni mbështjelljet me një trekëndësh, nuk mund të vendoset një tel neutral midis gjeneratorit dhe konsumatorit, gjë që krijon bezdi të konsiderueshme në rast të ngarkimit të pabarabartë të fazave. Prandaj, në rrjetet e shpërndarjes me tension të ulët, mbështjelljet sekondare të transformatorëve të fuqisë zakonisht lidhen në një yll.